“Carrousel氧化溝+膜過濾”改造北美小型污水廠

時間：2018-03-02 來源：IWA國際水協會 作者：

通過中試試驗，確定了四個升級關鍵點：

（1）在低溫條件下，延長泥齡，以確保硝化和反硝化的充分進行

（2）擴容反硝化階段，確保出水硝酸鹽低于1.0mg/L

（3）增加過濾容量，避免旁路引流

（4）每個反應器內增設備用鼓風機

新方案評估和設計

污水廠的提標改造需要考慮兩個重點，一是滿足新規對排水中氮磷營養物的限定，二是滿足污水廠處理量的擴容需求�；�于以上考慮，GHD團隊提出了三種備選方案：

方案一：新建兩座曝氣反應池和兩座澄清池，將現有的砂濾池更改為深床反硝化濾池。

方案二：用膜過濾系統（MembraneFiltration System，MFS）替代現有的澄清池和砂濾池，改建現有的曝氣反應池，將整體污水處理系統改為一座膜生物反應器（MBR）。

方案三：將氧化溝改建為磁粉強化污水處理工藝（magnetiteballasted reactors system），新建兩座澄清池，并取消現有的砂濾池。

▲ NERA污水廠鳥瞰圖

顯然，成本最低和最高分別是第一和第三方案。在第一方案中，每座Carrousel氧化溝內需添加一個機械式曝氣器，在冬季時，可將后部缺氧段改為好氧過渡區，從而延長好氧泥齡，確保硝化反應充分進行。除此之外，新建一座具有投碳系統的深床反硝化濾池。

如果綜合考慮擴建水廠（至17000立方/天）的投資與生命周期總成本，最佳方案應是方案二。因為膜過濾系統可以接受雙倍于Carrousel氧化溝的進水負荷，相當于雙倍延長污泥齡，雙倍擴容現有的處理單元。有效解決了在有限的地域內，未來水廠擴容的需求。

基于以上綜合考慮，GHD團隊決定采納方案二。

改造后工藝布置見下圖。每座Carrousel氧化溝增加一臺機械曝氣器。為了強化系統的脫氮能力，現有的好氧消化區在反應器末端改造為一段轉換區。保留化學法除磷。考慮今后水廠將擴容至17000立方 / 天，在每個Carrousel氧化溝前端增設預缺氧區，以減少除磷的化學藥劑需求。將澄清池和砂濾池改為兩套MFS膜系統，并額外增加兩套MFS膜系統以應對進水大流量的突發情況。

▲ NERA污水處理廠改造工藝布置圖

Carrousel氧化溝和MFS膜系統的設計標準參見表1。在規劃階段之后，GHD團隊開始開展工程實施，制定采購文件以及預選MFS系統的設備。評估團隊對成本和技術方法進行評估，綜合評估了三家中空纖維膜生產商的建議，最終選擇GEZenon的LEAP MBR系統。

▲ NERA污水處理廠的升級設計標準

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